盘点那些经历坎坷并载入史册的火箭:阿里安5号、质子号、猎鹰9号

作者: 李宇飞

来源: 中国航天报

发布日期: 2020-01-04

本文盘点了阿里安5号、质子号、猎鹰9号等经历坎坷并载入史册的火箭,讲述了它们在研制和发射过程中遇到的困难和挑战,以及最终如何克服困难成为国际航天界的明星。

2019年12月27日,我国最大推力运载火箭长征五号搭载着基于东方红卫星五号平台的首颗新技术试验验证卫星——实践二十号,在我国海南文昌航天发射场成功发射。此次长征五号发射任务之所以被寄予厚望,是因为其关系到中国航天后续一系列重大工程的顺利实施。事实上,国际上许多主力运载火箭也都是在万众期待和历经风雨中成长起来,最终成为了光芒四射的“明星”。

说起当前世界上的主力运载火箭,不得不提欧空局的“阿里安5号”。它是世界上第一种采用“大直径、少级数”设计方案的大推力运载火箭。“阿里安5号”于1982年开始研制,最初计划是用于发射使神号航天飞机。因此,它在研制过程中受到美国航天飞机的巨大影响,1985年提交欧空局部长会议的最终方案就是经典的航天飞机类构型。然而不幸的是,使神号小型航天飞机计划由于经费问题而停止。

1994年4月11日,研制中的阿里安5号火箭发动机火神在试验设施上进行320秒的热试车时发生爆炸。1996年6月4日,在经过长达14年的研制后,“阿里安5号”终于进行了首次发射。而这次发射在火箭点火22秒后,主发动机的喷管液压系统出现了频率为10赫兹的振荡。点火36.7秒后,火箭备用惯性基准系统的计算机失灵,又过了0.05秒,主惯性基准系统同样失灵。

火箭主计算机操纵两个助推器喷管突然摆动到极限位置,火箭很快倾斜,在强烈的气动力作用下箭体断裂。点火后39秒,该火箭在海拔4000米的空中自毁,化作一片绚烂的“流星雨”。

俄罗斯的主力运载火箭“质子号”也有着一番坎坷的身世。“质子号”最初的设计目标是一枚超重型洲际弹道导弹,可以将1亿吨当量以上的热核弹头投送1.3万公里远的距离。当然,随着苏联对于核武器认识的加深,这一目标也就不复存在了。

不得已,“质子号”开始向运载火箭转行。最初的“质子号”于1961~1965年间研制,两级状态的“质子号”于1965年7月16日从拜科努尔发射场发射,执行了第一次任务。其后,“质子号”又有了加装第三级、第四级的改进型,使其运载能力越发强大,可以担当将大型载荷运送到地球同步轨道甚至更远深空的重任。“质子号”目前的近地轨道运载能力达到了22.8吨,地球同步转移轨道运载能力达到了6.3吨。

提起美国SpaceX公司的“猎鹰9号”,现在可以说是无人不晓,确实是目前航天界的“当红辣子鸡”,然而在其研制历程中,也是有着诸多波折与不顺。我们知道,“猎鹰9号”获得如此成功的卖点之一就是可以实现发射价格的大幅下降。而SpaceX公司能够降低发射成本,提高发射利润率的最重要依仗就是“猎鹰9号”一子级的回收和重复使用。而实现一子级回收的过程可以说是历经坎坷。

“猎鹰9号”一子级回收的故事开始于1.0版本的构型1,它只发射了5次,3次为满足美国宇航局要求的演示飞行,2次为龙飞船的国际空间站补给任务,期间就测试过它的回收系统,方案是最后让一级箭体利用降落伞缓慢落入水中。然而这个计划后来失败了,因为箭体和降落伞在再入大气的时候遭到破坏,最后回收船只回收到了一级火箭的部分碎片。

纵观世界航天发展史,无论是哪个国家,在它们取得一项项重大航天成就的同时,也遭受着一次次的挫折和失败。人类在探索太空的征程中绝没有一帆风顺的坦途,风险从来都与成功共存。

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